本發(fā)明涉及直流接觸器檢測(cè)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種高壓用電設(shè)備接觸器粘連檢測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

電動(dòng)汽車中有諸多高壓用電設(shè)備,如電加熱、電除霜、電空調(diào)以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)器等，這些高壓用電設(shè)備往往通過直流接觸器與高壓直流電源相連。在上述直流接觸器接通或斷開時(shí)可能發(fā)生直流接觸器觸頭粘連故障，使得接觸器觸頭無法斷開，嚴(yán)重威脅到駕駛?cè)藛T和整體車輛的安全。

目前主要采用以下兩種方法來檢測(cè)直流接觸器是否粘連；

(1)通過判斷直流接觸器前后端壓差：在發(fā)送接觸器斷開指令后，同時(shí)采集直流接觸器前后端的電壓，并判斷該直流接觸器前后端的絕對(duì)壓差是否一致(或在一定閾值范圍內(nèi))以確定接觸器是否粘連。然而該方法需要高精度和高準(zhǔn)確度的電壓采樣裝置，同時(shí)過大的閾值會(huì)導(dǎo)致誤報(bào)，過小的閾值會(huì)導(dǎo)致無法檢測(cè)的問題。另外，由于阻容性負(fù)載放電時(shí)間較慢，該方法會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)。

(2)通過用電設(shè)備主動(dòng)放電，以使直流接觸器前后端壓差快速滿足檢測(cè)閾值。然而，電動(dòng)汽車用電設(shè)備中很多不具備主動(dòng)放電能力，因此很多直流接觸器無法采用該方法進(jìn)行粘連判斷。

此外，以上兩種方法中，無論是高精度和高準(zhǔn)確度的電壓采樣裝置，還是主動(dòng)放電裝置，都會(huì)增加檢測(cè)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)上述接觸器粘連檢測(cè)精度底、時(shí)間長(zhǎng)、成本高的問題，提供一種新的高壓用電設(shè)備接觸器粘連檢測(cè)系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種高壓用電設(shè)備接觸器粘連檢測(cè)系統(tǒng)，所述高壓用電設(shè)備經(jīng)由直流接觸器連接到高壓直流電源，且所述直流接觸器的前端和后端分別具有電壓采樣裝置，所述檢測(cè)系統(tǒng)包括第一采樣控制單元、第二采樣控制單元以及粘連判斷單元，其中：所述第一采樣控制單元，用于在接收到直流接觸器斷開指令時(shí)分別采樣直流接觸器前端電壓和后端電壓以獲得第一壓差；所述第二采樣控制單元，用于在斷開所述直流接觸器的操作達(dá)到預(yù)定時(shí)長(zhǎng)后，分別采樣直流接觸器前端電壓和后端電壓以獲得第二壓差；所述粘連判斷單元，用于在所述第一壓差和第二壓差的壓差變化值大于指定閾值時(shí)，確認(rèn)所述直流接觸器粘連。

在本發(fā)明所述的高壓用電設(shè)備接觸器粘連檢測(cè)系統(tǒng)中，所述檢測(cè)系統(tǒng)包括采樣間隔預(yù)估單元，用于預(yù)估預(yù)定時(shí)長(zhǎng)，且預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M滿足以下計(jì)算式：ΔT_M＝M×電壓采樣時(shí)間間隔，其中M為大于或等于10的常數(shù)，且預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M小于高壓用電設(shè)備下電要求時(shí)間的80％；所述第二采樣控制單元根據(jù)預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M分別采樣直流接觸器前端電壓和后端電壓以獲得第二壓差。

在本發(fā)明所述的高壓用電設(shè)備接觸器粘連檢測(cè)系統(tǒng)中，所述檢測(cè)系統(tǒng)包括預(yù)估時(shí)間修正單元；該預(yù)估時(shí)間修正單元，用于根據(jù)高壓用電設(shè)備在放電時(shí)的放電電壓和放電時(shí)間的關(guān)系曲線，獲得預(yù)估的壓差變化值δV_N所對(duì)應(yīng)的修正的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_N，所述預(yù)估的壓差變化值δV_N＝10×電壓采樣分辨率，并在預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M>修正的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_N時(shí)以預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M作為第二采樣控制單元進(jìn)行采樣的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)；在預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M<修正的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_N時(shí)以修正的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_N作為第二采樣控制單元進(jìn)行采樣的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)。

在本發(fā)明所述的高壓用電設(shè)備接觸器粘連檢測(cè)系統(tǒng)中，所述高壓用電設(shè)備為阻容性負(fù)載。

在本發(fā)明所述的高壓用電設(shè)備接觸器粘連檢測(cè)系統(tǒng)中，所述電壓采樣裝置為低精度采樣裝置。

本發(fā)明還提供一種高壓用電設(shè)備接觸器粘連檢測(cè)方法，所述高壓用電設(shè)備經(jīng)由直流接觸器連接到高壓直流電源，且所述直流接觸器的前端和后端分別具有電壓采樣裝置，所述方法包括以下步驟：

(a)在接收到直流接觸器斷開指令時(shí)分別采樣直流接觸器前端電壓和后端電壓以獲得第一壓差；

(b)在斷開所述直流接觸器的操作達(dá)到預(yù)定時(shí)長(zhǎng)后，分別采樣直流接觸器前端電壓和后端電壓以獲得第二壓差；

(c)在所述第一壓差和第二壓差的壓差變化值大于指定閾值時(shí)，確認(rèn)所述直流接觸器粘連。

在本發(fā)明所述的高壓用電設(shè)備接觸器粘連檢測(cè)方法中，所述步驟(b)之前包括：預(yù)估所述預(yù)定時(shí)長(zhǎng)，且預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M滿足以下計(jì)算式：ΔT_M＝M×電壓采樣時(shí)間間隔，其中M為大于或等于10的常數(shù)，且預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M小于高壓用電設(shè)備下電要求時(shí)間的80％；

所述步驟(b)中根據(jù)預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M分別采樣直流接觸器前端電壓和后端電壓以獲得第二壓差。

在本發(fā)明所述的高壓用電設(shè)備接觸器粘連檢測(cè)方法中，所述方法還包括：

取預(yù)估的壓差變化值δV_N，所述預(yù)估的壓差變化值δV_N＝10×電壓采樣分辨率；

根據(jù)高壓用電設(shè)備在放電時(shí)的放電電壓和放電時(shí)間的關(guān)系曲線，獲得預(yù)估的壓差變化值ΔV_N對(duì)應(yīng)的修正的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_N；

在預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M>修正的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_N時(shí)，所述步驟(b)中以預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M作為預(yù)定時(shí)長(zhǎng)分別采樣直流接觸器前端電壓和后端的電壓以獲得第二壓差；在預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M<修正的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_N時(shí)，所述步驟(b)中以修正的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_N作為預(yù)定時(shí)長(zhǎng)分別采樣直流接觸器前端電壓和后端的電壓以獲得第二壓差。

在本發(fā)明所述的高壓用電設(shè)備接觸器粘連檢測(cè)方法中，所述高壓用電設(shè)備為阻容性負(fù)載。

在本發(fā)明所述的高壓用電設(shè)備接觸器粘連檢測(cè)方法中，：所述電壓采樣裝置為低精度采樣裝置。

本發(fā)明的高壓用電設(shè)備接觸器粘連檢測(cè)系統(tǒng)及方法，通過在在執(zhí)行直流接觸器斷開操作的前后，分別檢測(cè)直流接觸器前后端電壓，并根據(jù)直流接觸器前后端電壓的變化率判斷直流接觸器是否粘連，可快速有效地確認(rèn)直流接觸器是否粘連。并且，本發(fā)明還通過預(yù)估和修正采樣間隔時(shí)間，可進(jìn)一步提高粘連判斷的精度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明高壓用電設(shè)備接觸器粘連檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)施例的示意圖。

圖2是本發(fā)明高壓用電設(shè)備接觸器粘連檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用的示意圖。

圖3是高壓用電設(shè)備放電電壓與放電時(shí)間的曲線圖。

圖4是本發(fā)明高壓用電設(shè)備接觸器粘連檢測(cè)方法實(shí)施例的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，是本發(fā)明高壓用電設(shè)備接觸器粘連檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)施例的示意圖。高壓用電設(shè)備50通過直流接觸器40連接到高壓直流電源30，且直流接觸器40的前端和后端分別具有電壓采樣裝置20，如圖2所示。本發(fā)明的高壓用電設(shè)備接觸器粘連檢測(cè)系統(tǒng)用于在執(zhí)行斷開直流接觸器40的操作后，判斷該直流接觸器40是否粘連。上述高壓用電設(shè)備50為負(fù)載，可簡(jiǎn)化為如圖2所示的帶有一定參數(shù)的阻容性負(fù)載(純電阻負(fù)載可以將電容C置為0，純電容負(fù)載可以將電阻置為0)。并且上述直流接觸器40兩端的電壓采樣裝置20可采用低成本的電壓采樣裝置(精度和準(zhǔn)確度要求不高，例如采樣精度可在5％～10％左右。)。

本實(shí)施例中的高壓用電設(shè)備接觸器粘連檢測(cè)系統(tǒng)包括第一采樣控制單元11、第二采樣控制單元12以及粘連判斷單元13，上述第一采樣控制單元11、第二采樣控制單元12以及粘連判斷單元13可結(jié)合運(yùn)行于集成電路中的軟件構(gòu)成，也可由相應(yīng)的控制電路構(gòu)成。

第一采樣控制單元11用于在接收到直流接觸器斷開指令時(shí)，分別通過直流接觸器40前端和后端的兩個(gè)電壓采樣裝置20，采樣直流接觸器40的前端電壓和后端電壓以獲得第一壓差。假設(shè)第一采樣控制單元11采樣的時(shí)刻為T1，相應(yīng)地，該第一采樣控制單元11采樣獲得的直流接觸器40的前端電壓為Vf_T1，后端電壓為Vb_T1，第一壓差為ΔV_T1＝Vf_T1-Vb_T1。

第二采樣控制單元12用于在斷開直流接觸器40的操作達(dá)到預(yù)定時(shí)長(zhǎng)后，分別采樣直流接觸器前端電壓和后端電壓以獲得第二壓差。假設(shè)第二采樣控制單元12采樣的時(shí)刻為T2，相應(yīng)地，該第二采樣控制單元12采樣獲得的直流接觸器40的前端電壓為Vf_T2，后端電壓為Vb_T2，第二壓差為ΔV_T2＝Vf_T2-Vb_T2，上述預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT＝T2-T1。

粘連判斷單元13用于計(jì)算兩次采樣的壓差變化值δV(δV＝ΔV_T2-ΔV_T1)，并在第一壓差ΔV_T1和第二壓差ΔV_T2的壓差變化值δV(即δV＝ΔV_T2-ΔV_T1)大于指定閾值時(shí)確認(rèn)直流接觸器40粘連，否則確認(rèn)直流接觸器40正常。上述指定閾值可以為經(jīng)過多次試驗(yàn)獲得的值，也可以是通過特定數(shù)學(xué)模型計(jì)算獲得的值。

上述高壓用電設(shè)備接觸器粘連檢測(cè)系統(tǒng)，通過在執(zhí)行直流接觸器斷開操作的前后，分別檢測(cè)直流接觸器40的前后端電壓，并根據(jù)直流接觸器前后端電壓的變化率判斷直流接觸器是否粘連，可快速有效地確認(rèn)直流接觸器是否粘連。同時(shí)由于對(duì)電壓采樣裝置的精度和準(zhǔn)確度要求不高，可在不影響判斷準(zhǔn)確性的前提下大大降低整個(gè)系統(tǒng)的成本。

為提高判斷的準(zhǔn)確性，上述檢測(cè)系統(tǒng)還可包括采樣間隔預(yù)估單元，用于預(yù)估第二采樣控制單元12的采樣時(shí)間，即上述預(yù)定時(shí)長(zhǎng)。采樣間隔預(yù)估單元所預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M滿足以下計(jì)算式：ΔT_M＝M×電壓采樣時(shí)間間隔，其中M為大于或等于10的常數(shù)，且預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M小于高壓用電設(shè)備下電要求時(shí)間的80％(一般高壓用電設(shè)備會(huì)提供一個(gè)規(guī)格，即在發(fā)送下電請(qǐng)求后，要求在一定時(shí)間內(nèi)完成下電，例如3s以內(nèi)，ΔT_M必須小于高壓用電設(shè)備下電要求的時(shí)間的80％，否則檢測(cè)系統(tǒng)將失去意義)。從而第二采樣控制單元12可根據(jù)該采樣間隔預(yù)估單元所預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M，分別采樣直流接觸器前端電壓Vf_T2和后端電壓Vb_T2以獲得第二壓差ΔV_T2。

為進(jìn)一步提高判斷的準(zhǔn)確性，上述檢測(cè)系統(tǒng)還可包括預(yù)估時(shí)間修正單元，以修正上述采樣間隔預(yù)估單元所預(yù)估的第二采樣控制單元12的采樣時(shí)間。該預(yù)估時(shí)間修正單元用于根據(jù)高壓用電設(shè)備在放電時(shí)的放電電壓和放電時(shí)間的關(guān)系曲線(如圖3所示，可根據(jù)需要存儲(chǔ)在檢測(cè)系統(tǒng)中)，獲得預(yù)估的壓差變化值δV_N(該預(yù)估的壓差變化值δV_N＝10×電壓采樣分辨率)和預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M所對(duì)應(yīng)的修正的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_N和修正的壓差變化值δV_M，并在預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M>修正的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_N時(shí)以預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M作為第二采樣控制單元12進(jìn)行采樣的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)(此時(shí)預(yù)估的壓差變化值δV_N必然小于修正的壓差變化值δV_M)；在預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M<修正的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_N時(shí)，以修正的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_N作為第二采樣控制單元12進(jìn)行采樣的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)(此時(shí)預(yù)估的壓差變化值δV_N必然大于修正的壓差變化值δV_M)。

例如，當(dāng)高壓用電設(shè)備50在放電時(shí)的放電電壓和放電時(shí)間的關(guān)系曲線為V＝a-bt時(shí)(其中a、b為常數(shù))，則δV＝bΔT。將δV_N、ΔT_M分別代入上式，即可獲得對(duì)應(yīng)的ΔT_N和δV_M。

圖4所示，本發(fā)明還提供一種高壓用電設(shè)備接觸器粘連檢測(cè)方法，上述高壓用電設(shè)備(可為阻容性負(fù)載)經(jīng)由直流接觸器連接到高壓直流電源，且直流接觸器的前端和后端分別具有電壓采樣裝置(可采用低成本的低精度采樣裝置)。該方法包括以下步驟：

步驟S41：在接收到直流接觸器斷開指令時(shí)分別采樣直流接觸器前端電壓和后端電壓以獲得第一壓差。

步驟S42：執(zhí)行使直流接觸器斷開的動(dòng)作。

步驟S43：在預(yù)定時(shí)長(zhǎng)后分別采樣直流接觸器前端電壓和后端電壓以獲得第二壓差。

步驟S44：判斷第一壓差和第二壓差的壓差變化值是否大于指定閾值，并在壓差變化值大于指定閾值時(shí)執(zhí)行步驟S45，否則執(zhí)行步驟S46。

步驟S45：確認(rèn)直流接觸器粘連。

步驟S46：確認(rèn)直流接觸器未粘連。

為提高粘連判斷的準(zhǔn)確性，可在步驟S43之前預(yù)估預(yù)定時(shí)長(zhǎng)，即預(yù)估采樣獲得第二壓差的時(shí)間。該步驟中預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M滿足以下計(jì)算式：ΔT_M＝M×電壓采樣時(shí)間間隔，其中M為大于或等于10的常數(shù)，且預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M小于高壓用電設(shè)備下電要求時(shí)間的80％；步驟S43中，在預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M后再分別采樣直流接觸器前端電壓和后端電壓以獲得第二壓差。

在預(yù)估預(yù)定時(shí)長(zhǎng)后，可再對(duì)預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M進(jìn)行修正：根據(jù)高壓用電設(shè)備在放電時(shí)的放電電壓和放電時(shí)間的關(guān)系曲線，獲得預(yù)估的壓差變化值δV_N(該預(yù)估的壓差變化值δV_N＝10×電壓采樣分辨率)和預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M對(duì)應(yīng)的修正的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_N和修正的壓差變化值δV_M；在預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M>修正的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_N時(shí)，步驟S43中以預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M作為預(yù)定時(shí)長(zhǎng)分別采樣直流接觸器前端電壓和后端的電壓以獲得第二壓差；在預(yù)估的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_M<修正的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_N時(shí)，步驟S43中以修正的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)ΔT_N作為預(yù)定時(shí)長(zhǎng)分別采樣直流接觸器前端電壓和后端的電壓以獲得第二壓差。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。